Use Case: Kundenspezifische Fahrradlampen mit Inkspire 2 und BASF Resin herstellen

Der Harz-3D-Druck ist ein effektives Werkzeug für die Entwicklung kundenspezifischer Gebrauchsmuster in einer Vielzahl von Branchen, wie Maschinenbau, Robotik und Automobilbau. Ein hochwertiger 3D-Drucker in Kombination mit hochwertigen, haltbaren Harzen ermöglicht es, dass der Harz-3D-Druck weit über das reine Prototyping hinausgeht. Lesen Sie über den Anwendungsfall, bei dem der Einsatz des Zortrax Inkspire 2 UV LCD 3D-Druckers und des BASF Ultracur3D RG 1100 B Harzes zu greifbaren Vorteilen und einem voll funktionsfähigen Endprodukt führte: hochresistente kundenspezifische Fahrradlampen.

Bedürfnisse formen Ideen: Ein von der Marktknappheit bestimmtes 3D-Projekt

Krzysztof Urban, der bei Zortrax als CAD-Konstrukteur arbeitet, ist ein echter Fahrradenthusiast. Er verbindet seine Leidenschaft für den 3D-Druck mit seiner Leidenschaft für den Sport und nutzt die additive Fertigung für seine individuellen Bedürfnisse. Da er oft abends und nachts mit dem Rad unterwegs ist, wollte er sein Fahrrad mit einer geeigneten Fahrradbeleuchtung ausstatten. Er war auf der Suche nach einer leistungsstarken Lichtquelle, die die Straße gut ausleuchtet, ohne stark in die Ferne zu leuchten. Sie sollte das Terrain in der Nähe des Fahrrads deutlich ausleuchten und einen weiten Blickwinkel ermöglichen. Außerdem sollten die Lampen leicht und robust sein und nicht viel Platz am Lenker einnehmen.

Nach einer Weile stellte sich heraus, dass die im Handel erhältlichen Lampen diese Anforderungen nicht erfüllten.

Wie Krzysztof feststellte: “Die meisten Fahrradtaschenlampen auf dem Markt sind relativ groß, ziemlich schwer, teuer und entsprechen nicht unbedingt meinen Erwartungen in Bezug auf die Optik.”

Außerdem befindet sich die Batterie in diesen Geräten, die selbst eine Wärmequelle darstellt, in der Regel in der Nähe der Lichtquelle und strahlt ebenfalls viel Wärme ab. Dies wirkt sich nicht nur auf die Größe der Taschenlampe aus, sondern auch auf die Lebensdauer der LED, die bei voller Leistung zur Überhitzung neigt. Mit einer Reihe klarer Ziele für die Zielmodelle beschloss Krzysztof, die Lampen selbst zu konstruieren, und zwar mit dem Zortrax Inkspire 2 Harz-3D-Drucker.

Harz-3D-Druck in Technik und Sport: Wie Inkspire 2 bei der Entwicklung funktioneller Fahrradlampen half

Arbeitsablauf Schritt 1: Entwerfen individueller Fahrradlampen

Der erste Schritt in einem kreativen Prozess ist der Entwurf der Modelle. Der Ingenieur verwendete zu diesem Zweck die Modellierungssoftware Solidworks 2022. Er sammelte die Komponenten und baute sie zu der kleinstmöglichen Struktur zusammen. Als Nächstes überlegte er, wie er das Ganze einkapseln und gleichzeitig den Kühlkörper freilassen könnte, damit der Luftstrom die abgegebene Wärme aufnehmen kann.

“Ich habe den Inkspire 2 UV LCD 3D-Drucker wegen seiner fortschrittlichen Materialbasis, der hohen Geschwindigkeit und der hohen Genauigkeit verwendet”, unterstreicht Krzysztof Urban.

Dank der großen Arbeitsfläche des Inkspire 2 kann man große Harzmodelle auf einmal drucken oder viele kleinere Objekte auf die Plattform legen. Die Lampen sind klein, so dass Krzysztof viele Gegenstände auf einmal drucken konnte.

Workflow-Schritt 2: Harz-3D-Druck mit Zortrax und BASF-Harzen

Aus Kostengründen fertigte der Ingenieur den ersten funktionsfähigen Prototyp mit einem relativ billigen, aber hochwertigen Zortrax-Harz Tough Black. Er war haltbar genug, um die möglichen Korrekturen im Design zu überprüfen und eine Reihe von Tests durchzuführen. Die Zielmodelle wurden mit dem BASF Ultracur3D RG 1100 B Harz gedruckt, einer neuen Farbvariante des BASF Ultracur3D RG 1100 Harzes in unserem Portfolio. Der Autor des Projekts wählte dieses Harz aufgrund seiner außergewöhnlich hohen Festigkeit und Hitzebeständigkeit. Die wichtigsten 3D-Druckparameter waren wie folgt

Schichthöhe: 0,05 mm
Druckzeit: 4 h
Materialverbrauch: 17,69 ml
Schneidequalität: Hoch

Krzysztof hat die Modelle gegenüber der Plattform um 5 mm angehoben. Nachdem er die standardmäßigen Medium-Stützen generiert hatte, entfernte der Designer einige, die er für unnötig hielt.

Automatische Nachbearbeitung von Harz-3D-Drucken mit Zortrax Reinigungs- und Aushärtungsstationen

Workflow-Schritt 3: Nachbearbeitung der Fahrradlampenmodelle

Hier wusch der Ingenieur die Harz-3D-Drucke 5 Minuten lang in der Zortrax-Reinigungsstation, einem automatischen Nachbearbeitungsgerät, das für die Inkspire 2 empfohlen wird. Dann entfernte er die Stützen und schnitt ihre Reste vorsichtig mit einem Messer ab. Danach wurden die Modelle etwa 7 Minuten lang in der Zortrax Curing Station ausgehärtet. Schließlich lackierte Krzysztof das Gehäuse mit schwarzem Strukturlack, um das gewünschte polierte Aussehen zu erzielen.

Arbeitsschritt 4: Einbau der Elektronik

Nachdem die Modelle fertig waren, war es nun an der Zeit, die Komponenten zu montieren und die Elektronik einzubauen.

Inkspire 2 und BASF-Harze: Die perfekte Kombination für langlebige Endverbraucherteile

Der im Projekt verwendete Zortrax Inkspire 2 Harz-3D-Drucker arbeitet mit der UV-LCD-Technologie, d. h. er stellt Objekte aus Photopolymeren (UV-Harzen) her. Er zeichnet sich durch relativ isotrope Festigkeitseigenschaften aus. Das war hier wegen der geometrischen Zusammenstellung des Gehäuses besonders wichtig. Mit einer Schichthöhe von 0,05 mm und einer Genauigkeit von 50 μm ist die Wiedergabe des Modells ohne CNC-Bearbeitung genau und es sind keine Schichten des Drucks sichtbar. Die kundenspezifischen Fahrradlampen waren in etwas weniger als 4 Stunden fertig. Die endgültigen Modelle haben eine externe Stromquelle und alle Teile sind bequem in einem 3D-gedruckten Gehäuse untergebracht.

Das richtig nachbearbeitete, hochwertige Kunstharz BASF Ultracur3D RG 1100 B garantiert, dass die Lampen bei jedem Wetter auf den Straßen überleben werden. Die mit diesem Harz 3D-gedruckten Fertigteile sind zudem vielseitig einsetzbar und mit vielen Lenkergrößen kompatibel.

“Ein kompaktes Gehäuse nimmt die LED zusammen mit dem Kühlkörper und dem Treiber auf und ermöglicht eine schnelle Montage am Lenkrad. Es ermöglicht die Anpassung an verschiedene Lenkerdurchmesser. Das ganze Set wurde symmetrisch auf beiden Seiten des Lenkers vervielfältigt. Das ergibt eine Gesamtleistung von 20 W und 2400 lm und einen weiten Blickwinkel bei Nachtfahrten. Die Fahrradlampen sind außerdem sehr langlebig. Ohne die Inkspire 2 und die BASF wären solche Ergebnisse viel kostspieliger und zeitaufwändiger gewesen”, fasst Krzysztof Urban zusammen.

Mehr über Zortrax finden Sie hier.